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1、第一节 概述1.1概述阳城国际发电有限责任公司13号锅炉烟气脱硝改造工程采用选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，采用液氨作为还原剂。在脱硝系统设计煤种、锅炉BMCR工况、处理100%烟气量条件下，由卖方提出在入口NOx含量在1200mg/Nm3时，脱硝总效率大于86.7%或出口NOx排放浓度不大于160mg/Nm3的设计方案。脱硝系统不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。烟气从省煤器出口烟道引出，通过反应器后，再接至空预器。每台炉设置两台反应器，喷入反应器烟道的气体为经空气稀释后含5%左右氨气的混合气体。SCR部分的催化剂层数按3+1层方案进行设计。SCR装置的设计压力和瞬时防爆压力与锅炉一致
2、。每层催化剂层设置4台声波吹灰器，3台蒸汽吹灰器。针对SCR空气预热器会有硫酸氢铵堵灰的现象，需要根据空气预热器温度场的分布来优化冷端换热元件的高度，换热元件全部更换，冷端采用镀搪瓷元件。本次改造对空预器密封组件进行了更换，对扇形板、弧形板进行修复或调整，以保证预热器密封性能，在脱硝工况下保持长期稳定较低的漏风率，密封组件型式与原设备一致。对原空预器停转保护及空预热点系统进行升级改造，空预热点系统采用当前行业成熟先进技术（如红外加热电偶智能监测系统），并送入DCS系统进行监控。空预停转通过增加检测系统，实现停转3取2保护，并报警送DCS；改造原冷端吹灰枪为双介质吹灰枪，并接入原吹灰控制系统；高
3、压冲洗水泵实现就地/远方控制，远方控制接入原吹灰控制系统。液氨储存供应系统按6台炉设计，并预留#4、#5、#6锅炉脱硝氨气接口。氨区位于#5、#7冷却塔之间，氨气管道从氨区引至脱硝SCR区。1.2设计原则脱硝工艺系统设计原则包括：（1）脱硝工艺采用选择性催化还原法（SCR工艺）,每台炉设置两台反应器，采用液氨作为还原剂。（2）催化剂采用板式，催化剂模块按3 +1层布置，脱硝装置的脱硝效率按86.7%。（3）SCR装置的设计压力和瞬时防爆压力应与锅炉一致。（4）脱硝系统不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。（5）脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间（高含尘区布置）。（6）吹灰器的型式：采用声波+
4、蒸汽吹灰方式。（7）催化剂化学寿命不低于24000小时，NH3逃逸低于2.28mg/Nm3(6%O2，干基)，SO2/SO3转化率小于1%。（8）脱硝设备年利用小时按5500小时考虑，投运时间按8000小时考虑。（9）脱硝装置可用率不小于99%。1.3设计条件1.烟气条件本脱硝改造工程按下表中烟气参数设计：项目内容单位数据备注ECO出口烟风参数机组负荷MW350额定负荷O2%1.45湿基CO2%16.49湿基湿度%6.38湿基N2%75.68湿基湿烟气量Nm3/h1010698湿基烟气温度400最高423静压Pa-535污染物浓度基准NOx排放浓度mg/Nm31200SO26%O2，干基mg/
5、Nm37278煤中硫含量2.8%SO36%O2，干基mg/Nm373炉内SO2/SO3转化率约0.8%飞灰浓度g/Nm345考虑煤质的变化留裕量锅炉最大连续负荷（BMCR）工况下空预器入口主要设计技术参数：工况单位BMCR（设计煤种）进口烟气量Nm3/h1097329进口一次风量kg/s60.35进口二次风量kg/s347进口烟温392进口一次风温11.7进口二次风温11.72.液氨品质参数指标名称单位合格品备 注氨含量%99.6残留物含量%0.4重量法密度kg/L0.6625时1.4性能保证值序号项 目单位数据1脱硝设备年运行小时数h55002装置可用率993NOx脱除率，性能验收期间86.
6、74脱硝系统入口烟气量（实际氧，湿基）Nm3/h10106985脱硝系统入口NOx浓度（6%O2，标态，干基）mg/Nm312006出口NOx浓度（6%O2，标态，干基，75%脱硝效率）mg/Nm3159.67氨逃逸率L/L38SO2/SO3转化率19脱硝装置压降(加装附加催化剂前)Pa60010脱硝装置压降(加装附加催化剂后)Pa80011消耗品 11.1液氨kg/h48511.2工业水（间断）m3/h111.3合计耗电kW10711.4仪用压缩空气Nm3/h2111.5杂用压缩空气Nm3/h11011.6蒸汽（蒸汽吹灰）t/h1.21.5工艺系统及主要设备1.脱硝反应器本工程设计烟气灰浓度
7、为40mg/Nm3，烟气灰浓度比较低，结合场地条件，反应器截面尺寸设计为11.2m8.3m，催化剂模块采用4x11布置，模块尺寸按1882954 1420mm设计，可满足各厂家板式或蜂窝催化剂的尺寸要求。本工程每台锅炉配置2台脱硝反应器，每台脱硝反应器设计成31层催化剂布置方式，其中上层为预留层。反应器入口采用三角结构型式设计，并在顶层催化剂层上方设置气流整流装置。反应器主要由催化剂支撑梁、反应器壳体、密封板等组成。反应器设计压力为5800Pa（同锅炉设计压力），设计温度400，材质采用Q345。2.催化剂根据烟气灰浓度，本工程催化剂选用采用板式催化剂。催化剂技术数据如下： 序号技术参数单位数
8、据1机组描述1.1机组容量MW3501.2锅炉数量台31.3每台锅炉反应器数量台22烟气参数(BMCR)2.1烟气量(wet，actual O2)Nm3/hr10106982.2CO2Vol%16.492.3O2Vol%1.452.4N2Vol%75.682.5H2OVol%6.382.6烟尘浓度g/Nm3452.10NOx Inlet (以NO2计，干基，6O2)mg/Nm312002.8Cl (干基，6O2)mg/Nm3-2.9F (干基，6O2) mg/Nm3-2.10SO2 (干基，6O2)mg/Nm372782.11SO3 (干基，6O2)mg/Nm3733设计要求3.1脱硝效率初始
9、效率（性能测试时,初装4400小时内）86.724000小时内86.73.2NOx Outlet初始效率（性能测试时，初装4400小时内）mg/Nm316024000小时内mg/Nm31603.3NH3 逃逸率mg/Nm3/ppmvd2.28/33.4SO2/SO3 转化率13.5催化剂化学寿命(从首次通烟气开始)H240003.6催化剂机械寿命(从首次通烟气开始)年104催化剂参数4.1制造商大唐南京环保科技有限责任公司4.2型式板式4.3型号4.4基材不锈钢网4.5活性化学成份TiO2、V2O5，MoO34.6催化剂单元孔数-4.7节距(pitch)Mm74.8孔径Mm7.14.9壁厚外壁
10、厚t1Mm0.8内壁厚t2Mm4.10催化剂空隙率%874.11催化剂比表面积m2/m3291.84.12前端硬化长度mm204.13催化剂单元尺寸(长宽高)mmmmmm4644646004.14初始催化剂体积(单个反应器/单机组)m3/m3266.5/532.84.153台锅炉催化剂体积总用量m31598.45催化剂模块参数5.1每个模块包含单元数量个165.2每一单元尺寸mmmmmm4644646005.3每个模块的尺寸(长宽高)mmmmmm188295414205.4每个模块的重量Kg11105.5模块外壳材料碳钢6反应器参数6.1每台锅炉反应器数量26.2催化剂层数层3（初装）+1（预
11、留）6.3催化剂模块布置方式块4x11*6.4每层催化剂模块数量(单台反应器)块446.5每个反应器模块数量块1326.6每台锅炉催化剂模块数量块3967设计保证值7.1初始脱硝效率%86.77.224000h(3年)后脱硝效率86.77.3NOx Outletmg/Nm31607.4NH3逃逸率ppmvdc37.5SO2/SO3转化率17.6每层催化剂的压降Pa156.77.7催化剂总压降Pa4707.8催化剂化学使用寿命小时240007.9催化剂机械寿命年107.10烟气线速度催化剂入口处m/s5.0催化剂通道内m/s5.77.14烟气空间速度SV1/hour18977.15面积速度AVN
12、m/hour6.57.16测试块类型平板催化剂每片单板均可作测试块数量(每层/单反应器/机组)8设计温度参数8.1设计使用温度4008.2允许使用温度范围(min/max)/333/4208.3允许最高使用温度(连续运行5小时)4508.4运行温度变化速率/min=20/min,温度低于150时；=50/min,温度高于150时9SCR入口分布条件9.1速度分布偏差C.V.15%9.2温度分布偏差59.3NH3/NOx 摩尔比分布偏差C.V.5%9.4烟气入射催化剂模块角度(与垂直方向的夹角)109.5飞灰分布偏差：%20%3.烟气系统烟道设计压力为5800Pa（同锅炉设计压力），设计温度400，材质采用Q345，烟道壁厚6mm。烟道内烟气流速按15.0m/s设计。SCR入口烟道截面尺寸为230011000mm，SCR出口烟道截面尺寸为230011000mm。在外削角急转弯头、变截面收缩急转弯头处，设置导流板，导流板材质为Q345。烟道补偿器：在反应器入口、反应器出口及SCR出口分别设置补偿器，吸收轴向和径向位移，补偿器采用非金属补偿器。4.稀释风机利用稀释风机供应的空气将气氨稀释成氨体积含量小于5%的
